第三講預(yù)應(yīng)力鋼束估束及布置

1、第三講：預(yù)應(yīng)力束估束及計(jì)算2012屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查通知時(shí)間：5月 7日 公布抽查名單； 5月 8日 交材料，包括畢業(yè)設(shè)計(jì)中期報(bào) 告、中期檢查表、指導(dǎo)記要； 5月10日 確定面談學(xué)生名單，校級專家 組專家面談抽查學(xué)生。 抽查比例：20% 預(yù)應(yīng)力束設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力束設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程擬定結(jié)構(gòu)尺寸，確定施工方法擬定結(jié)構(gòu)尺寸，確定施工方法估束、布束、調(diào)束鋼束幾何要素估束、布束、調(diào)束鋼束幾何要素計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算計(jì)算內(nèi)力影響線計(jì)算內(nèi)力影響線恒、活載內(nèi)力相加，增大恒、活載內(nèi)力相加，增大15%15%左右得到估左右得到估束內(nèi)力包絡(luò)圖束內(nèi)力包絡(luò)圖計(jì)算自重引起的徐變次內(nèi)力等計(jì)算自重引起的徐變次

2、內(nèi)力等按施工方法計(jì)算自重內(nèi)力，按施工方法計(jì)算自重內(nèi)力，計(jì)算活載內(nèi)力和附加恒載內(nèi)力計(jì)算活載內(nèi)力和附加恒載內(nèi)力劃分施工階段，計(jì)算截面幾何特性劃分施工階段，計(jì)算截面幾何特性預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)計(jì)預(yù) 應(yīng) 力 束 設(shè) 計(jì)估算計(jì)算中使用的組合結(jié)果并不是橋梁的真實(shí)受力 未考慮預(yù)加力的影響 未考慮預(yù)加力對徐變、收縮的影響 未考慮（鋼束）孔道的影響 各鋼束的預(yù)應(yīng)力損失值只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)事先擬定預(yù)應(yīng)力束 的調(diào)束預(yù)應(yīng)力束 的布置預(yù)應(yīng)力束 的估束 預(yù)備知識預(yù)備知識（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋7-j15.24表示：一束由7股15.24 的鋼絞線組成，每股鋼絞線由6根直徑5mm的鋼絲圍繞 一根直徑5.5mm的芯絲順一個(gè)方向扭結(jié)而成

3、的7股鋼絞 線，其理論重量1.101Kg/m。其參數(shù)如下所示：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值： fpk =1860MPa張拉控制應(yīng)力： con0.75 fpk抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： fpd =1260MPa有效張拉力： pe= con - l 預(yù)備知識預(yù)備知識預(yù)加力合力偏心距e上、e下的計(jì)算通過查詢Midas截面特性值來計(jì)算。通過AutoCad查詢截面特性值來計(jì)算；右擊“截面”（如右圖所示）單擊“表格”如圖4-1所示提取其中的面積、IyyIyy、 Czp Czp、CzmCzm。其中：IyyIyy：對單元局部坐標(biāo)系y y軸的慣性距； CzpCzp：沿單元局部坐標(biāo)系+z+z軸方向，單元截面中和軸到邊緣纖維的距離。Czm

4、Czm：沿單元局部坐標(biāo)系-z軸方向，單元截面中和軸到邊緣纖維的距離。 預(yù)備知識預(yù)備知識截面特性值表格思考題預(yù)加力合力偏心距e上、e下與Czp、Czm 的關(guān)系？ 圖 4 - 1預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D62-2004）規(guī)定 在選定預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量時(shí)，應(yīng)滿足以下三方面要求：(1)承載能力極限狀態(tài)下的強(qiáng)度要求；(2)正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力要求；(重點(diǎn))(3)施工階段的應(yīng)力要求。預(yù)應(yīng)力估算依據(jù) 按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求 受壓區(qū)混凝土應(yīng)力達(dá)到混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度 受拉區(qū)鋼筋達(dá)到抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 承載能力極限狀態(tài)極限狀態(tài)整體結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的某一特定狀

5、態(tài)，超過這一狀態(tài)界限結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不再滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的某一功能要求。預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算2002PcdMxhhf b0(/2)PppdMnA fhx2002cdcppdcdf bMnhhA ff b受壓區(qū)高度 預(yù)應(yīng)力筋數(shù)或 （1）對于僅承受一個(gè)方向的彎矩的單筋截面梁 0NpcdppdNf bxnA fPMM0(/2)PcdMf bx hx矩形截面判斷截面類型ppdnA f按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算（2）若截面承受雙向彎矩時(shí)，需配雙筋的梁 可據(jù)截面上正、負(fù)彎矩按上述方法分別計(jì)算上、下緣所需預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量。 這忽略實(shí)際上存在的雙筋影響（受拉區(qū)和受壓區(qū)都有力筋）會使

6、計(jì)算結(jié)果偏大，作為力筋數(shù)量的估算是允許的。按承載能力極限計(jì)算時(shí)滿足正截面強(qiáng)度要求預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算思考題： 為什么忽略實(shí)際上存在的雙筋影響會使計(jì)算結(jié)果 會偏大？按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求正常使用極限狀態(tài)預(yù)壓應(yīng)力 荷載引起的拉應(yīng)力 預(yù)壓應(yīng)力 荷載引起的壓應(yīng)力 混凝土的允許壓應(yīng)力 + 截面上、下緣均不產(chǎn)生拉應(yīng)力 截面上、下緣的混凝土均不被壓壞預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算min0MWp上上按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求max0MWp下下maxMRWp上上minMRWp下下預(yù)壓應(yīng)力荷載引起的拉應(yīng)力預(yù)壓應(yīng)力荷載引起的壓應(yīng)力混凝土允許的壓應(yīng)力+預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算peppAnN上上（1）由預(yù)

7、加力引起截面上、下翼緣混凝土應(yīng)力上上下下下上上上上pppppWeNANWeNAN下下下下下下上上上pppppWeNANWeNANpeppAnN下下按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算注意 對于公路橋，在使用階段配筋估算時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋有效預(yù)應(yīng)力pe=（ 0.6-0.65）fpk ；在施工階段配筋估算時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋有效預(yù)應(yīng)力（1.0-1.15）pe 。上翼緣最大配筋為： pepAeeKKeKMKeMn1)()()(minmax下上下上下上下下上pepAeeKKeKMeKMn1)()()(minmax下上下上上上上下下pepcdAfeeKKeWWeKMKeMn)()()()(mi

8、nmax下上下上下下上下下上下上pepcdAfeeKKeWWeKMeKMn)()()()(maxmin下上下上上下上下上上下下上翼緣最小配筋為： 下翼緣最大配筋為： 下翼緣最小配筋為 ：按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求 截面上核心距 截面下核心距預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算pppNNeAW下下 下下下（2）截面只在下緣布置力筋以抵抗正彎矩pepAKeMn1min下下下pepAKeMn1max上下下按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求pppNNeAW下下 下上上預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算pppNNeAW上上 上下下（3）當(dāng)截面中只在上緣布置力筋以抵抗負(fù)彎矩pepAKeMn1min下上上pepAKeMn1m

9、ax下上上按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求pppNNeAW上上 上上上預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算0n上0n下按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求（4）上、下緣配筋的判別條件受彎構(gòu)件截面配筋數(shù)量截面承受的彎矩截面的幾何特性()ppKKeKKe下下下下下上上上（- ）()ppKKeK下下下上上上以截面上下緣均配有力筋抵抗正負(fù)彎矩的情況下所導(dǎo)出的公式為依據(jù)：配底板筋配頂板筋預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算按正常使用極限計(jì)算時(shí)滿足應(yīng)力要求 彎矩M取值說明注意： 一次落架生成形成的內(nèi)力包絡(luò)圖與分階段依次落架生成的內(nèi)力包絡(luò)圖存在不小的差異。預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算三跨連續(xù)剛構(gòu)橋彎矩包絡(luò)圖考慮施工

10、過程的彎矩變化體系轉(zhuǎn)換前的最大彎矩包絡(luò)圖預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束估算預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束的布置（1）鋼束布置原則，應(yīng)使其重心線不超出束界范圍。（2）鋼束彎起角度，應(yīng)與所承受的剪力變化規(guī)律相配 合。彎起角不宜大于20；對于彎出梁頂錨固的鋼 束，值往往超出此值，常常在2030之間。（3）彎起鋼絲束的形式，原則上宜為拋物線，若為施 工方便則又宜采用懸鏈線，或采用圓弧彎起并以切線 伸出梁端或梁面。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的曲線形 預(yù)應(yīng)力鋼筋，其曲線半徑應(yīng)符合下列規(guī)定：鋼絲束、 鋼絞線束鋼絲直徑等于或小于5mm時(shí)，不宜小于4m ； 鋼絲直徑大于5mm時(shí)，不宜小于6m。（4）預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起點(diǎn)的確定：

11、 a）從受剪考慮，應(yīng)提供一部分抵抗外荷載剪力的預(yù) 剪力。但實(shí)際上，受彎構(gòu)件跨中部分的肋部混凝土已 足夠承受荷載剪力，因此一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在跨徑的 三分點(diǎn)到四分點(diǎn)之間開始彎起。 b）從受彎考慮，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起后，其重心線 將往上移，使偏心距變小。即預(yù)加力彎矩將變小。因 此，應(yīng)滿足預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起后的正截面的抗彎承載力 要求。預(yù)應(yīng)力鋼筋束的彎起點(diǎn)尚應(yīng)考慮斜截面抗彎承 載力要求。即保證鋼筋束彎起后斜截面上的抗彎承載 力，不低于斜截面頂端所在的正截面抗彎承載力。預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束的布置預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置的具體規(guī)定（1）在靠近端支座區(qū)段橫向?qū)ΨQ彎起，盡可能沿梁端 面均勻

12、布置，同時(shí)沿縱向可將梁腹板加寬。在梁端部 附近，設(shè)置間距較密的縱向鋼筋和箍筋。并符合T形 和箱形梁對縱向鋼筋和箍筋的要求。（2）預(yù)應(yīng)力直線管道的混凝土保護(hù)層厚度，對構(gòu)件頂 面和側(cè)面，當(dāng)管道直徑大于55mm時(shí)，不應(yīng)小于45mm； 對構(gòu)件底面不應(yīng)小于50mm.當(dāng)橋梁處于受侵蝕的環(huán)境 時(shí)，上述保護(hù)層厚度應(yīng)增加10mm。后張法預(yù)應(yīng)力混 凝土構(gòu)件的端部錨固區(qū)，在錨具下面應(yīng)設(shè)置厚度不小 于16mm的墊板或采用具有喇叭管的錨具墊板。錨墊 板下應(yīng)設(shè)間接鋼筋，其體積配筋率不應(yīng)小于0.5%。后張法構(gòu)件（3）后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，其預(yù)應(yīng)力管道的混凝土保護(hù)層厚度，應(yīng)符合公路橋規(guī)的下列要求：直線形預(yù)應(yīng)力鋼筋的最小混凝

13、土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于鋼筋公稱直徑，后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力直線形鋼筋不應(yīng)小于管道直徑的1/2且應(yīng)滿足下表規(guī)定：預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置的具體規(guī)定對外形呈曲線形且布置有曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)件，其曲線平面內(nèi)和曲線外的管道的最小混凝土保護(hù)層厚度，也應(yīng)根據(jù)公路橋規(guī)給出公式計(jì)算得到。按上述公式計(jì)算的保護(hù)層厚度，如小于各類環(huán)境的直線管道的保護(hù)層厚度，應(yīng)取相應(yīng)環(huán)境條件的直線管道的保護(hù)層厚度。預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置的具體規(guī)定預(yù)應(yīng)力束管道的構(gòu)造要求（1） 直線管道之間的水平凈距不應(yīng)小于40mm，且不宜小于管道直徑的0.6倍；對于預(yù)埋的金屬或塑料波紋管和鐵皮管，在豎直方向可將兩管道疊加。后張法構(gòu)件

14、 （4）按計(jì)算需要設(shè)置預(yù)拱度時(shí)，預(yù)留管道也應(yīng)同時(shí)起拱。 （3）管道內(nèi)徑的截面面積不應(yīng)小于預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積的兩倍。 （2）曲線形預(yù)應(yīng)力鋼筋管道在曲線平面內(nèi)或曲線平面外相鄰管道間的最小距離可據(jù)公路橋規(guī)有關(guān)公式計(jì)算。預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置（1）應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力束的型式與錨具型式 （3）預(yù)應(yīng)力束的布置，既要符合結(jié)構(gòu)受力的要求，又 要注意在超靜定結(jié)構(gòu)體系中避免引起過大的結(jié)構(gòu)次 內(nèi)力。（4） 預(yù)應(yīng)力束的布置，應(yīng)考慮材料經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性（5） 預(yù)應(yīng)力束應(yīng)避免合用多次反向曲率的連續(xù)束（6） 預(yù)應(yīng)力束的布置，不但要考慮結(jié)構(gòu)在使用階段的 彈性力狀態(tài)的需要，而且也要考慮到結(jié)構(gòu)在破壞階段 時(shí)的需要。預(yù)應(yīng)力束布置預(yù)應(yīng)力束布置（2）應(yīng)力束的布置要考慮施工的方便預(yù)應(yīng)力束布置的注意事項(xiàng)（7） 預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡量對稱布置。（8） 應(yīng)留有一定數(shù)量備用管道，一般占總數(shù)的1%。 （9）預(yù)